Son circuitos que pueden generar algún tono para transmitir, o bien generar un mensaje mediante algún microcontrolador o memoria previamente programada, para estos últimos se requerirá disponer de las herramientas software y hardware para programar el chip correspondiente.

01- Baliza Morse keyer, generador de un mensaje telegráfico microprogramado para transceptores de radio
02- Baliza para radiotransmisores, para transceptores de radio, transmite tonos periódicamente.
03- Pequeña baliza para la banda de 2 metros (144 MHz), incluye un pequeño minitransmisor a cristal
04- Dos balizas con Arduino, usando la placa microprogramable Arduino (Baliza Morse y baliza para radio-caza)
05- Pequeña radiobaliza LPD en 433 MHz con Arduino, usando Arduino y un microtransmisor LPD
06- Adaptador de balizas para emisoras de CB, con regulación de audio y control del PTT
07- Baliza 1/10 segundos para walky-talkies y PMR446, con PTT activado por vox-control
08- Baliza mejorada para emisores de radio, basada en la del apartado 03
09- Sencilla baliza mediante vox-control, y casi sin electrónica, más circuito vox opcional

01- BALIZA MORSE KEYER

Introducción

Este circuito almacena un único mensaje en código morse como bits en un chip de memoria EPROM. El mensaje es enviado a un relé cuyo contacto actúa como manipulador telegráfico (“keyer”) capaz de operar un transmisor de CW (telegrafía). El circuito puede enviar un corto mensaje como “CQ DX DE INDICATIVO”, o un mensaje continuo. El modo continuo es útil para realizar balizas de baja potencia (QRP). El envío de un mensaje corto es controlado por los pulsadores se arranque (start) y de parada (stop), mientras que un mensaje continuo se envía al actuar la llave “Free Run” (funcionamiento libre).

Se puede emplear una EPROM diferente de la 2732 si se realizan los cambios adecuados en el circuito. Para una EPROM de mayor capacidad, ponga a masa las entradas de las líneas de direccionamiento de mayor orden del chip, y cablee las patillas adecuadas correspondientes a las salidas habilitadas y de selección de chip.

También es posible almacenar más de un mensaje en diferentes bancos de una EPROM mayor. Por ejemplo, si se utiliza una EPROM 2764, puede almacenar dos mensajes de manera que la línea de dirección A12 puede ser utilizada para seleccionar uno u otro mensaje.

Circuito de baliza. (Clic en la imagen para ampliarla).

Teoría

Las puertas CMOS NOR U1c y U1d forman un oscilador de reloj astable disparado por puerta, y su frecuencia de oscilación se ajusta mediante el potenciómetro VR1. Las puertas U1a y U1b forman un flip-flop para puesta en marcha y de parada del oscilador astable. Para el envío de mensaje corto es activado con el pulsador de start y desactivado con el pulsador de stop o al finalizar el envío del mensaje mediante la señal enviada por la línea d1 de la EPROM.

El oscilador de reloj opera sobre U2, un contador binario de 11 bits, haciendo que éste avance paso a paso, poniendo en sus salidas el valor binario correspondiente al número de impulsos contados. Estas salidas se emplean para direccionar la EPROM U3. El código Morse almacenado en la EPROM es enviado por la línea de salida d0, y se emplea para activar y desactivar el transistor Q1, y por tanto el relé RL1. Al final de un mensaje corto, se envía un bit por la salida d1 de U3, provocando la desactivación del flip-flop de marcha/parada, y además resetea el contador U2 poniéndolo a cero. D1, C2 y R4 provocan un reset inicial de U2 cuando el circuito se pone en marcha al conectarle la alimentación. R5 se utiliza para evitar que la línea de salida d1 de U3 pueda quedar cortocircuitada a +5 V cuando se actúe el pulsador de parada (stop).

Programando la EPROM

He escrito un programa de lenguaje C llamado cw2hex que se utiliza para convertir una secuencia de caracteres ASCII en una imagen de datos hexadecimal que puede utilizarse para la programación del chip EPROM que se utiliza en este circuito. El programa toma el texto del mensaje que se quiere programar y genera un archivo de salida de formato hexadecimal de Intel (archivo CW.HEX). Este archivo hexadecimal debe ser legible para la mayoría de los modernos programadores de EPROMs, y ya sirve para programar la EEPROM.

Para programadores, el código fuente C y el Makefile Unix están en el archivo cw2hex.tar.gz (tar.gzip). Una versión ejecutable del código para DOS está disponible como archivo cw2hex.exe. Debería ser posible compilar cw2hex.c en cualquier ordenador con un compilador de lenguaje C. Los archivos fuentes del programa C están disponibles si usted desea examinar el código con su navegador.

cw2hex.tar.gz    archivos fuentes de cw2hex para crear el archivo bajo Unix/Linux (esto para programadores)

Programa en C    código fuente en formato de texto (esto para programadores).

cw2hex.exe    ejecutable de cw2hex para DOS, genera el archivo HEX para grabar en la EEPROM. (Nota: Este ejecutable puede no funcionar en línea de comandos o consola de sistema en Windows de 64 bits).

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02- BALIZA PARA RADIOTRANSMISORES

Este circuito fue desarrollado por los alumnos del Colegio Salesiano Los Boscos de Logroño (Ciclo Formativo de Grado Medio de Telecomunicaciones), dirigido por el profesor Miguel Ángel Latorre en 2012, y es un circuito generador de impulsos y de un tono de baja frecuencia que son aplicados a un transmisor o transceptor de radio para ser empleado como una baliza de radio.

Esquema de la baliza. En este esquema, el circuito de baliza está adaptado al conector de micrófono de un transceptor de radioaficionado modelo Yaesu FT-212. Para otros transceptores, se pueden realizar adaptaciones similares del circuito al conector de micrófono correspondiente. Nota: La patilla 14 de IC3 está conectada a la alimentación de 12 V a través de D3. (Clic en la imagen para ampliarla).

El circuito se compone de dos generadores de pulsos. El primero formado con el 555 (dispuesto como astable) que nos activará al relé con unos tiempos totales de 0 a 5 segundos aproximadamente. Nosotros los hemos regulado para que nos den un tiempo de activación/desactivación de aproximadamente 1 segundo. Estos tiempos dependerán de los valores que tengan los potenciómetros VR1 y VR2. El segundo generador de impulsos está formado por el integrado CMOS 40106B, el cual gracias al condensador y al potenciómetro VR3 nos dará una frecuencia de oscilación ajustable que irá a la entrada de micrófono de la emisora para darnos un tono de emisión.

(Nota: La señal de baja frecuencia entregada por el CMOS 40106B es de onda cuadrada, y por tanto cargada de frecuencias armónicas. Se recomienda añadir un filtro pasabajos RC adecuado a la salida del CMOS, por ejemplo, tras R9 o sustituyendo a R9, para limitar las frecuencias armónicas y por tanto evitar un ancho de banda excesivo en transmisión, si el propio transmisor de radio no dispone de una limitación de frecuencia de las señales de entrada de micrófono).

El circuito para la realización de las pistas se ha realizado con el programa gratuito Expresspcb, que se puede descargar desde la pagina www.expresspcb.com. Hay una versión para Windows XP y otra para Windows 7.

Vemos en la figura 1 la disposición de los componentes y las pistas:

Circuito pistas: El siguiente dibujo (figura 2) es para realizar el circuito mediante el proceso de insolación con luz ultravioleta y utilizando un papel de acetato (usar una impresora láser).

Figura 1: Disposición de los componentes. (Clic en la imagen para ampliarla).

 

Figura 2: Circuito impreso. (Clic en la imagen para ampliarla).

El circuito final una vez montado nos queda como en la siguiente fotografía:

Baliza ya montada.

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03- PEQUEÑA BALIZA PARA LA BANDA DE 2 METROS (144 MHz)

Este minitransmisor de 2 metros (144 MHz) fue diseñado principalmente para su uso por los radioaficionados como radiobaliza, y con este fin, produce una señal de buena calidad y sin armónicos indeseados. También puede ser empleado para la actividad de la “caza de zorro”, un concurso de radioaficionados en los que un transmisor oculto ha de ser localizado y “cazado” utilizando para ello el radioaficionado los medios de que dispone, muchas veces receptores y antenas de construcción casera. Este circuito es el transmisor oculto o “zorro”.

El transistor T1, junto con el cristal X1, trabaja como oscilador de 36 MHz. El circuito sintonizado L1-C3 fuerza al oscilador a oscilar a la frecuencia de 36 MHz, ya que el cristal de cuarzo de 36 MHz normalmente será un cristal cuya frecuencia fundamental es de 12 MHz que se hace trabajar en su tercer armónico. Se evita, pues, que el circuito oscile en la frecuencia fundamental del cristal (12 MHz típicamente).

El circuito L2-C4 se sintoniza en el cuarto armónico de la señal del oscilador, esto es, en 144 MHz. Esta señal es amplificada por el transistor MOSFET de dos puertas T2 y se aplica a la antena. La señal de audio se aplica a la segunda puerta del MOSFET T2, con lo que se consigue modular en amplitud la señal de 144 MHz.

Esquema de la baliza en 144 MHz. (Clic en la imagen para ampliarla).

La potencia de RF en antena es muy reducida, de entre 10 y 40 mW. La señal moduladora es generada por las puertas N1 a N4. N1 está configurada como oscilador, la cual actúa sobre el transistor T3, conmutando éste entre el estado de conducción y de no conducción con una frecuencia de conmutación de aproximadamente 1 Hz. Cuando T3 está en conducción, conecta la alimentación a las etapas de alta frecuencia (conectando el negativo de alimentación a la masa de éstas). Es decir, N1, a través de T3, enciende y apaga periódicamente el transmisor, con una cadencia de aproximadamente 1 Hz (dependiendo de los valores de C9 y R5).

La señal generada por N1 también es aplicada a la entrada de la puerta N2, y configura la señal moduladora. N2 genera una señal rectangular con una frecuencia en torno a 0,1 Hz. La salida de N2 se aplica a la puerta N3, y la salida de ésta se aplica a la entrada de la puerta N4, la cual está constituida como un oscilador que oscila a 1 kHz. La salida de N4 es una señal de ráfaga periódica de 1 kHz, que se aplica a una de las puertas del transistor MOSFET T2, modulando en amplitud la señal del transmisor.

Se han de ajustar los condensadores ajustables C4, C7 y C8 para la máxima salida de potencia del transmisor en 144 MHz.

Las bobinas L2 y L3 son realizadas con hilo de cobre esmaltado de Ø = 0,8 mm: L2 consta de 5 espiras juntas, con una toma en la primera espira del lado de masa, para la conexión al emisor de T1. L3a son 3 espiras ligeramente separadas, y L3B son dos espiras arrolladas a continuación de L3a. El acoplamiento entre los arrollamientos L3a y L3B debe ajustarse hasta que se obtenga la máxima salida de potencia en antena (puede ser necesario retocar C7 y C8).

Para L1, sólo se indica que es una bobina de unos 470 nH de inductancia, con núcleo de ferrita ajustable. Sin embargo, realizando cálculos de frecuencia de resonancia con el condensador de sintonía C3 = 220 pF, resulta una frecuencia de resonancia bastante baja, en torno a 15-16 MHz. El valor correcto de C3 debería estar en torno a 40 pF. Como alternativa, se sugiere tomar valores de C3 = 100 pF y L1 = 190 nH. En todo caso, para la frecuencia de oscilación de 36 MHz, L1 × C3 = 19500 nH × pF.

Las etapas de alta frecuencia (T1 y T2) se recomienda se alojen en una cajita metálica o compartimento metálico, conectado a masa del transmisor (no al negativo de alimentación).

El circuito consume unos 20 mA, lo que permite que el transmisor pueda funcionar con una pila PP3 de 9 V durante varias horas.

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04- DOS BALIZAS CON ARDUINO

Arduino es una plataforma de hardware y software muy difundida, que ofrece unas baratas placas microcontroladora (hay varios modelos de placa Arduino disponibles) y un entorno de programación (la IDE Arduino) para ordenador personal, que permite desarrollar programas y “subirlos” (cargarlos) a la memoria flash programable del microprocesador de la placa Arduino (mediante una conexión entre el ordenador personal y la placa Arduino), para que ésta realice algo (una vez programada, la placa Arduino puede funcionar autónomamente, no necesariamente conectada al ordenador personal).

La placa dispone de varias líneas de entrada y salida (puertos I/O, Input/Output), que pueden ser utilizados para enviar señales de control o recibir señáles con dispositivos externos, generar tonos, etc..., por lo que Arduino es muy recomendable para proyectos de control de dispositivos de todo tipo.

Aquí se propone utilizar una placa Arduino como generador de señales de baliza para equipos de radio, utilizando los “sketches” (nombre con que se conocen los programas para Arduino) adecuados. A través de las líneas I/O de la placa Arduino, se puede controlar el PTT (mando emisión/recepción) del equipo de radio, transmitir señales de telegrafía morse simulando un manipulador telegráfico, o generar un tono para modular el transmisor, entre otras cosas.

Obviamente, se requieren conocimientos básicos sobre la plataforma Arduino para poder comprender los circuitos que se muestran a continuación. La placa Arduino que usaremos aquí es la “Arduino Uno”, una de las más populares, aunque cualquier otra se podrá utilizar (hay mucha compatibilidad entre ellas, como por ejemplo, la más pequeña placa Arduino Nano), en todo caso con ligeras modificaciones de los sketches utilizados. La conexión de la placa Arduino UNO al PC cuando deba ser programada es mediante conexión USB.

BALIZA MORSE ARDUINO

Este proyecto de Baliza Morse Arduino, si bien es útil, no es más que un trivial generador de código Morse que entrega el mensaje de baliza predefinido a través de la salida D13 del Arduino Uno. El siguiente esquema (con una función de tabla Morse) es en realidad una adaptación de un trabajo de código abierto realizado por el radioaficionado Mark VandeWettering (K6HX). Simplemente pone un estado lógico alto (H) en la salida D13 siempre que el (supuesto) manipulador morse se pulsa (cuando se transmite un punto o una raya), y un estado lógico bajo (L) cuando es liberado

El sketch o código software para esta baliza (sin compilar) se muestra aquí, copie su contenido (o cargue este archivo) en la IDE Arduino de su PC, y suba el sketch a la placa Arduino (que deberá estar conectada al PC mediante conexión USB). Si todo está correcto, no deberá dar error y la placa Arduino habrá quedado configurada como baliza Morse, pudiendo proceder a conectarla al equipo de radio y hacela funcionar.

En el sketch podemos definir la velocidad de transmisión (SPEED), la duración de los puntos (DOTLEN) y rayas (DASHLEN) telegráficos, el mensaje a transmitir (en la instrucción sendmsg), y la línea I/O de Arduino usada para transmitir las señales telegráficas (SIGpin). Para esta última, se ha elegido la línea D13.

La interconexión de la placa Arduino al equipo de radio es fácil, conectaremos la salida de señal de baliza de la placa Arduino (enviada a través de la línea I/O D13) al equipo de radio mediante un sencillo circuito de conmutación que emula un manipulador o llave (“key”) telegráfica, para manipular el equipo en el modo CW (Telegrafía). También se incluye aquí el esquema del hardware de conmutación complementario (circuito comprobado por mí).

Conectando la placa Arduino Uno (izquierda) programada como baliza Morse a un equipo transmisor de radio (derecha)

La baliza funcionando vista en el monitor serie de la IDE Arduino

El circuito conmutador-manipulador morse es sólo un pequeño relé de láminas (relé Reed, RL1) accionado por un transistor NPN ordinario (T1) que actúa con los impulsos de entrada recibidos de la salida D13 del Arduino. Puesto que se utiliza un relé electromagnético aislado (cuyo contacto emula al manipulador morse), este diseño básico puede ser usado para la operación de CW con casi todos los transmisores de CW (de alta tensión o de baja tensión). Sólo tiene que conectar los contactos de relé (CW_SW) a los terminales de entrada de conexión del manipulador Morse (entrada "key") existente en su transmisor, como se muestra en el esquema de cableado.

Cuando se utilice la baliza, o se quiera probar sin estar conectada al equipo de radio, podemos ver las señales telegráficas generadas mediante el LED L de la placa Arduino Uno (está conectado a la línea D13), y la transmisión del mensaje en el monitor serie de la IDE Arduino (si la placa está conectada al ordenador).

Baliza Morse Arduino ampliada

La anterior baliza morse simplemente se comporta como un manipulador o llave telegráfica, que ha de ser conectada a una toma específica para llave telegráfica del transmisor de radio, si éste dispone de tal entrada. No todos los transceptores de radio disponen de una toma para llave telegráfica, como por ejemplo, la mayoría de los transceptores para CB (Banda Ciudadana).

Con muy pocas líneas más de código, se consigue habilitar la placa Arduino como una baliza Morse más versátil, y en este caso, ha sido habilitada para que tambien transmita simultáneamente las señales morse como tono de audio (que pueden ser aplicadas a la entrada de micrófono de un transceptor de radio) y además envié una señal de activación del PTT (control transmisión-recepción) del transceptor. El sketch modificado se muestra aquí.

Se mantiene la línea digital D13 de Arduino como salida de “keyer” o manipulador telegráfico, y se habilitan las salidas D12 y D11 respectivamente como control de PTT (por nivel alto) y salida de tonos telegráficos (simultáneamente a la salida D13). En el sketch se puede fijar la frecuencia del tono telegráfico, aquí ha sido fijada a 1200 Hz.

Si usa la baliza en la modalidad PTT + Tonos telegráficos, puede conectar la baliza Arduino al transceptor de radio a través de un circuito adaptador adecuado. En mis pruebas la he conectado a un transceptor de Banda Ciudadana (CB) empleando el interface descrito en el apartado 06 de este documento.

El mensaje grabado en el squetch es una simple llamada “CQ CQ”, que es enviado periódicamente cada 4 minutos (240000 milisegundos). Esto permite, por ejemplo, realizar automáticamente llamadas en canales de radio de CB donde apenas hay actividad, a la espera de que alguien los escuche y quiera contestar e iniciar una conversación.

Por supuesto, desde la IDE Arduino se pueden cambiar los parámetros de funcionamiento de la baliza (mensaje morse a transmitir, velocidad de transmisión morse, tiempo de repetición de la baliza, frecuencia del tono telegráfico, etc...), según las necesidades de cada uno.

Si desea realizar una baliza definitiva (y no solamente para experimentar durante algún tiempo), destinar toda una placa Arduino Uno para realizar la baliza no es la mejor solución práctica, es desaprovechar la placa Arduino, por lo que recomendaría emplear alguna otra placa de la familia Arduino mucho más pequeña pero compatible con la Arduino Uno, como puede ser la Arduino Micro o la Arduino Nano. O intentar programar un chip microcontrolador ATTiny 45 u 85 de la familia Atmega con el squetch empleado aquí (con ligeras modificaciones). Son chips de 8 patillas que algunos consideran como una especie de mini-arduinos válidos para sencillos proyectos en los que utilizar una placa Arduino es excesivo, y que pueden ser incorporados en la IDE Arduino y manejarlos como si fueran placas Arduino (requiere un proceso de instalación en la IDE Arduino).

(Clic en la imagen para ampliarla).

OTRA BALIZA ARDUINO PARA RADIO-CAZA

Presentamos aquí otro “sketch” que permite realizar una baliza simple para radio-caza (o “caza del zorro”) con la placa Arduino Uno (u otra placa Arduino compatible). También la podemos usar como baliza de señal para ajustes de equipos de radio, ya que la baliza transmite un tono de 600 Hz empleado como señal moduladora para el equipo radiotransmisor.

En el sketch se han definido en primer lugar los pines digitales D13, D12, D11 de la placa Arduino como líneas I/O de salida.

En la salida D13 tendremos la señal de “modulación”, un tono de 600 Hz, mientras que en D12 y D11 encontraremos dos señales que podemos usar para un posible control de la “portadora” (PTT por nivel alto o por nivel bajo).

La salida D13 (U1) de Arduino se conectará a la entrada de señal de micrófono de un minitransmisor VHF/UHF (o el equipo de radio empleado), a través de un potenciómetro ajustable (10 K por ejemplo) para regular la señal inyectada al equipo de radio (muy alta si se conecta D13 directamente al equipo de radio). Si el minitransmisor no dispone de mando PTT y dispone de Vox-control, deberá pasar a transmisión cuando aparezca la señal de modulación (el tono de 600 Hz). Pero si dispone de mando PTT, conectaremos el circuito PTT del minitransmisor a la salida D12 o D11 de la placa Arduino, según sea el caso.

El sketch se muestra aquí, está escrito de una forma “estructurada”, para una fácil comprensión y una mayor eficiencia de ejecución. Puede emplearlo en una placa tarjeta Arduino UNO o Arduino Nano.

Copie y pegue el sketch en la IDE de Arduino (o cargue el archivo en la IDE). Compruebe que está correcto, guárdelo, cárguelo en la placa Arduino y pruébelo.

Puede cambiar el valor del parámetro N, para aumentar o disminuir la “pausa” entre una ejecución y otra del código (pausa entre transmisiones del minitransmisor). También puede experimentar cambiando algunos parámetros.

Filtro de audio

La baliza anterior, así como alguna más descrita en este documento (p.ej, la #2, generan una señal moduladora para la toma de micrófono de los equipos radiotransmisores, que es de forma de onda cuadrada, y es una señal chirriante y cargada de armónicos. Por ello es recomendable intercalar algún tipo de filtro de audio que “suavice” la forma de onda del tono generado y limite su ancho de banda. El siguiente circuito muestra un ejemplo de filtro:

Filtro de audio “suavizador” de la forma de onda de la señal moduladora.

Se ha previsto en este circuito un disco piezoeléctrico para poder escuchar el tono generado por la balia, aunque su inclusión en el circuito es opcional. La resistencia de salida de 47 K puede ser variada de valor para adaptar el nivel de señal entregado a la sensibilidad de la entrada de micrófono del equipo radiotransmisor. Puede sustituirla por un potenciómetro ajustable.

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05- PEQUEÑA RADIOBALIZA LPD EN 433 MHz CON ARDUINO

Se presenta a continuación una sencilla y pequeña baliza de UHF realizada con un microtransmisor LPD en la banda de 433 MHz y una placa Arduino, que puede ser empleada como baliza para la actividad de “caza del zorro”, muy popular entre radioaficionados, y que aquí está más destinada a los niños, hijos de radioaficionados.

Aunque la banda de 433 MHz está dentro de la banda de radioaficionados de 70 cm (430-440 MHz en Europa), está permitido en esta banda el uso libre de dispositivos de pequeña potencia (potencia de transmisión máxima de 10 mW) y cortos alcances para transmisión de voz y datos a cortas distancias. Son los dispositivos LPD (Low Power Device, Dispositivo de Pequeña Potencia), pequeños circuitos transmisores y receptores disponibles comercialmente a los que se les conecta fácilmente la alimentación, antena y la señal de datos moduladora (en los transmisores) o la salida de datos (en los receptores). En este montaje simplemente hay que conectar, además de la alimentación y la antena al microtransmisor LPD, la salida I/O de la placa Arduino utilizada como salida de señal (se ha elegido la línea D2) a la entrada de datos del microtransmisor LPD.

El sketch (programa) que se ha de cargar en el microcontrolador de la placa Arduino UNO se muestra aquí. Como verá, es muy sencillo y corto.

Utilizando el software cargado en su ordenador para la plataforma Arduino (La IDE Arduino), el procedimiento es el siguiente:

• Copie el sketch y cárguelo en la IDE Arduino de su PC
• Se le pedirá que cree una carpeta con el sketch; responda OK
• Verifique que, al menos formalmente, el programa es correcto;
• Desde la IDE Arduino suba el archivo a la placa Arduino;
• Verifique, con un auricular, que la nota que genera Arduino (en la salida digital 2) es correcta;
• Conecte el Arduino al microtransmisor LPD;
• Alimente con baterías el conjunto y verifique que el microtransmisor transmite señal de radio.

Y con esto, el conjunto está listo para su uso. La mainibaliza transmitirá intermitentemente un tono de 600 Hz y 1,5 segundos de duración, con pausas (silencios) de 1,5 segundos.

Pequeños transmisor y receptor LPD comerciales de 433 MHz. Con cuatro patillas de conexión enchufables (Alimentación, masa, antena y datos).

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06- ADAPTADOR DE BALIZAS PARA EMISORAS DE CB

El circuito que se muestra en este artículo es un adaptador para conectar un circuito de baliza a un transceptor o emisor de CB, o con pequeñas modificaciones, a cualquier otro tipo de transceptor, por ejemplo de radioaficionado.

Está constituido por dos partes, una destinada a tratar la señal de audio que genera la baliza, y otra para el control del PTT (control de transmisión-recepción) del transceptor.

Muchas balizas construidas por aficionados suelen generar un tono de audio con algún tipo de oscilador realizado con algún circuito integrado digital de tecnología TTL (series 74xx) o CMOS (series 40xx) o con el clásico y omnipresente chip temporizador 555. Las señales generadas son de muy alto nivel, de varios voltios de amplitud, y deben ser notablemente reducidas de nivel antes de aplicarlas a la entrada de micrófono del transceptor de radio, ya que la entrada de micrófono admite señales de sólo unas decenas de milivoltios para una correcta modulación. Señales más altas en la entrada de micrófono causarán sobremodulaciones y fuertes distorsiones de la señal, y además puede provocar emisiones parásitas (“espúreas”) en canales de radio vecinos.

Además, la forma de onda de la señal de audio que generan estas balizas dista bastante de ser “armónica pura” (o senoidal), son formas de onda cuadradas, que además de la frecuencia del tono generado, va cargada de frecuencias armónicas, que aumentan el ancho de banda de las transmisiones (causando espúreas en canales vecinos), y que hace que el tono generado sea “chirriante”, por lo que se debe reducir la presencia de estas frecuencias armónicas (muchos transceptores de CB ya lo hacen por sí mismos, al incluir algún filtro paso-bajo para las señales de micrófono).

Circuito adaptador para la baliza a un transceptor clásico de CB. El juego de contactos del relé aquí representado emula los contactos del pulsador o conmutador PTT de un transceptor de CB clásico. (Clic en la imagen para ampliarla).

La señal de audio generada por la baliza la conectaremos a la “Entrada de señal de la baliza” de este adaptador. La red R1-R2-R3-C1-C2-C3 realiza el “suavizado” de la forma de onda de la señal, ya que es un filtro paso-bajo con una frecuencia de corte en torno a 3 kHz. Este “suavizado” de la forma de la onda de la señal de audio elimina en gran parte las indeseadas frecuencias armónicas.

R4 y P1 (potenciómetro ajustable) regulan el nivel de salida de la señal de baliza que se aplicará a la entrada de micrófono del transceptor CB. Es decir, reducen el nivel de la señal de la baliza de varios voltios de amplitud a un nivel de varios milivoltios, que es lo que requiere la entrada de micrófono del tranceptor.

R5 proporciona una impedancia de carga mínima a la entrada de micrófono del transceptor y C5 (1 nF cerámico) elimina la presencia de RF en la entrada de micrófono durante la transmisión. Con ello, a la salida de C5 ya tenemos la señal de audio de la baliza convenientemente filtrada de armónicos y regulada de nivel.

El ajuste del nivel de señal de la baliza se realiza mediante el potenciómetro ajustable P1, regulándolo de manera que la señal de la baliza no sobremodule la portadora de radio cuando la baliza active la transmisión, ni que se causa importantes interferencias en canales vecinos. El valor de la resistencia R4 puede ser necesario ser ajustado a un valor adecuado para conseguir un rango de ajuste de P1 más cómodo.

Con el valor de R4 indicado (10 K), el nivel de señal de la baliza en la salida del circuito ya es del orden de milivoltios (ello para una impedancia de carga de unos 500-600 ohmios para la toma de señal de micrófono del transceptor de CB). No obstante, debido a la distinta sensibilidad e impedancia de la entrada de micrófono de los diversos transceptores de CB, la señal proporcionada por la baliza podría ser en algún caso insuficiente para modular suficientemente la portadora de radio en transmisión (con P1 regulado al máximo), por lo que se ha dispuesto el jumper JP2 para cortocircuitar R4 para aumentar el nivel de salida de la señal de baliza, si así fuera requerido por el transceptor de CB.

En cuanto al control de PTT (transmisión-recepción), si la baliza transmite junto con el tono que genera una señal de control de PTT, esta señal la conectaremos a la toma “Control PTT” de este circuito adaptador. El control de PTT de este adaptador puede ser configurado mediante el jumper JP1 para que se active la transmisión por una señal de control de nivel alto (conectar el jumper JP1 en la posición HI) o por nivel bajo (conectar JP1 en la posición LO). Este control lo que hace es gobernar un relé a través del transistor TR1, relé que a través de sus contactos maneja los cambio emisión-recepción del transceptor de CB. Un segundo transistor, TR2, se ha introducido en este circuito para permitir el control del PTT por señal de control de nivel bajo.

El transistor TR1 de control del relé puede ser cualquier transistor bipolar NPN de baja señal y unos 500 mW de potencia mínima, en el ejemplo se ha elegido un 2N2222. Similarmente para el transistor TR2, aunque en este caso es un transistor bipolar PNP, y en este ejemplo se ha elegido el BC557. En cualquier caso, puede probar con otros transistores.

Las resistencias de polarización R7 y R9 garantizan que los dos transistores quedan en corte (no conducción) cuando no hay señal de control de PTT a la entrada de este circuito, y no queden en un estado “indeterminado”.

El relé empleado es un relé de bobina para 12 voltios si el adaptador lo alimentamos con los mismos 12 voltios con que funciona el transceptor de radio que utilicemos. El juego de contactos del relé utilizado se elegirá y cableará adecuadamente para emular el juego de contactos del mando de PTT requerido para gobernar la emisora o transceptor de radio desde el micrófono de mano. En el esquema se han representado dos juegos de contactos de conmutación, para gobernar un transceptor clásico de CB.

El diodo D1 puede ser cualquier diodo de silicio de baja señal y su función es cortocircuitar las sobretensiones autoinducidas que genera la bobina del relé durante las conmutaciones de éste (protegiendo al transistor TR1 de estas sobretensiones). El diodo D2 es un diodo LED de 3,5 mm, cuya única función es proporcionar una indicación visual de que el relé se ha activado, y con ello, ha activado la transmisión de la señal de la baliza. No es estrictamente necesario para el funcionamiento de este circuito (puede eliminar D2 y R10 si así lo desea).

Dado que el relé no manejará señales eléctricas de potencia en sus contactos, puede usarse un relé adecuado con bobina de 12 voltios tipo miniatura DIL para circuito impreso, con dos juegos de contactos de conmutación.

Este circuito adaptador es bastante sencillo y puede ser realizado en un trozo de clásica placa de circuito impreso tipo “perfboard” (esas que son todo agujeros rodeados de isletas metálicas para la soldadura de componentes).

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07- BALIZA 1/10 SEGUNDOS PARA WALKY-TALKIES Y PMR446

Se trata de una baliza para conectar a cualquier transmisor que disponga de la función de activación de transmisión por vox-control (como son muchos modelos de walky-talkies de V/UHF y PMR446, aunque se puede adaptar para cualquier otro tipo de transceptor de radio. Esta baliza fue pensada por su autor para poder realizar “cacerías de zorro” con walkiy-talkies PMR446, de uso libre.

El dispositivo genera un tono de 1500 Hz que es aplicado a la entrada de micro/auricular del equipo de radio, y activa (gracias a la función vox) el transmisor cada 10 segundos, y transmite el tono durante un segundo. Es decir, genera y transmite un pitido de un segundo cada 10 segundos.

El dispositivo está realizado con dos chips, un amplificador operacional doble 1458 (A y C) y un contador decádico CMOS 4017 (B).

Baliza 1/10 para PMR446. (Clic en la imagen para ampliarla).

El primer amplificador operacional (A) está configurado como oscilador astable, que genera una señal de 1 Hz (1 segundo de periodo). Su salida es aplicada a la entrada de reloj (CLK) del contador decádico (B), y con el primer impulso recibido de A, pone su salida 1 (patilla 3) a nivel alto, la cual activa el segundo amplificador operacional (C), constituido como oscilador de 1500 Hz. La señal que genera se aplica a la entrada de micrófono del transmisor, activando la transmisión y transmitiendo la señal.

Un segundo después, con el siguiente impulso de 1 Hz generado por el primer operacional (A), el contador decádico pone a nivel bajo la salida 1 (patilla 3) para activar la salida 2, y el oscilador C dejará de generar señal, desactivándose la transmisión.

A medida que A va generando sucesivos impulsos de 1 Hz, el contador decádico B va cambiando su salida activa, y al cabo de 10 segundos provocará el encendido del LED piloto durante un segundo, tras el cual se repite el ciclo (un segundo de transmisión y otros 10 de espera).

Se puede ajustar la temporización del primer oscilador mediante la resistencia ajustable de 50 k. También se puede cambiar la temporización cambiando el condensador asociado de 10 µF por otro de otro valor. En cualquier caso se mantendrá la relación 1 a 10 para los tiempos de emisión y de espera.

Puede modificarse el tiempo de transmisión respecto al total del ciclo conectando la salida 2 (patilla 2) del 4017 a través de otro diodo al segundo operacional (C), con esto se consigue un ciclo de transmisión de 2/10 (2 segundos de emisión en cada ciclo de la baliza). Análogamente podríamos conectar la salida 3 (patilla 4) para ampliar un segundo más la transmisión de la baliza (baliza 3/10).

Si quiere emplear este dispositivo con un transceptor de radio que no dispone de la función de vox-control, deberá usar un circuito de activación de un relé que gobierne el PTT del transmisor (como el mostrado en el artículo anterior), siendo gobernado dicho circuito también por la salida 1 (patilla 3) del contador decádico 4017 (B).

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08- BALIZA MEJORADA PARA EMISORES DE RADIO

Esta baliza está basada en parte del circuito de baliza del apartado 03, y usando las adaptaciones adecuadas, puede ser utilizada tanto con un transceptor o transmisor de radio comercial como con casi cualquier emisor de radio de construcción casera. Se ha empleado la parte del circuito que genera las temporizaciones y el tono modulador, y se han realizado diversas modificaciones, ensayadas por el autor.

Recordemos que esta baliza está basada en un único circuito integrado lógico CMOS tipo 4093, constituido por 4 puertas lógicas NAND trigger Schmitt de dos entradas (puertas N1 a N4). Parecido es el CMOS 4011, pero sus cuatro puertas NAND no son trigger Schmitt, y no funciona en este circuito.

La baliza genera ráfagas de impulsos de señal de 1 kHz que se repiten periódicamente cada cierto tiempo. Para conseguirlo, la puerta N1 está configurado como oscilador de largo periodo, y su temporización determina el ciclo de funcionamiento de la baliza (tiempo de transmisión de señal y tiempo de espera). La señal generada por N1 es aplicada a la entrada de la puerta N2, configurada como oscilador de corto periodo, el cual, cuando es activado por N1, genera en su salida breves impulsos de unas décimas de segundo de duración. La duración de estos impulsos cortos depende de los valores de C2 y R3. Estos impulsos, a través de N3, se aplican a una de las entradas de la puerta N4, que está configurada como oscilador de 1 kHz. Esta frecuencia de oscilación depende de los valores de C3 y R4. Por tanto, a la salida de N4 se obtendrá una ráfaga de impulsos de señal de 1 kHz, donde la duración de estos impulsos es la establecida por la oscilación de la puerta N2.

Baliza mejorada. (Clic en la imagen para ampliarla).

N1 está configurado como oscilador de largo periodo, y determina los tiempos de emisión y de espera de la baliza. Estos tiempos están establecidos por los valores de C1, R1 y R2. C1 debería estar conectado a masa (terminal 5 del esquema conectado a masa). Suponiendo que así fuera, cuando se conecta la alimentación a la baliza, C1 está inicialmente descargado y a potencial de masa, por lo que la salida de N1 (patilla 3, terminal 1 del circuito) estará a nivel alto (tensión +V). C1 comenzará a cargarse a través de R1 y R2 (en paralelo), hasta alcanzar la tensión de umbral alto de las entradas de la puerta N1, momento en que la puerta conmuta su salida a nivel bajo (el terminal 1 pasa a 0 Voltios).

En este momento, C1 comenzará a descargarse a través de R1, pero no a través de R2 por la presencia del diodo D1, hasta que la tensión de carga del condensador C1 disminuye hasta la tensión de umbral bajo de las entradas de N1, momento en que la puerta N1 vuelve a conmutar su salida haciéndose de nuevo alta.

De nuevo el condensador C1 iniciará una nueva carga, repitiéndose un nuevo ciclo, y así sucesivamente. Como consecuencia, en el terminal 1 del circuito se tendrá una señal cíclica de largo periodo, con la duración de nivel alto (+V) dependiente de C1, R1 y R2, y la duración de nivel bajo dependiente de C1 y R1. Y es el nivel alto el que activa a N2 y por tanto la transmisión de los impulsos de señal de 1 kHz. Por tanto, el terminal 1 a nivel alto se podrá usar para activar la transmisión del emisor de radio, mientras que a nivel bajo el transmisor de radio ha de permanecer desactivado.

Debido a la presencia del diodo D1, el tiempo de emisión de señal de la baliza es inferior al intervalo entre emisiones, siendo tanto menor cuanto más bajo sea el valor de la resistencia R2. Si D1 y R2 no estuvieran equipados en el circuito, el tiempo de emisión y el tiempo de espera de la baliza serán aproximadamente iguales.

Como ejemplo de medidas de temporización, están las siguientes (valores aproximados), para C1 = 2200 µF:

Cambiando el valor de C1, los tiempos variarán en la misma proporción. A este respecto, se han incluido en el circuito los terminales 5 y 6 para conectar en paralelo con C1 otros condensadores, cuya capacidad de sume a la de C1, con el fin de variar las temporizaciones de la baliza (puede incluirse aquí un conmutador que seleccione condensadores de diversa capacidad). C1 deberá ser un condensador electrolítico de buena calidad (que presente las corrientes de fuga lo más bajas posible)

¿Y cuál es la función de C5, R7 y R8? Como se ha dicho anteriormente, hemos supuesto que C1 está conectado a masa. Durante el funcionamiento normal de la baliza, la tensión de carga de C1 varía cíclicamente entre las tensiones de umbral bajo y de umbral alto de las entradas de N1. Para el integrado 4093, estos umbrales son de aproximadamente 0,51 y 0,72 de la tensión de alimentación V+ (pueden variar dependiendo del chip y de la tensión de alimentación), que para V+ = 10 V, serían aproximada y respectivamente 7,1 y 5,2 V.

Pero cuando se conecta la alimentación, el condensador C1 debe iniciar su carga desde 0 voltios, lo que supone un periodo de carga bastante largo antes de que la tensión de carga de C1 alcance el valor de umbral alto y la puerta N1 comience a funcionar regularmente, poniendo su salida (punto 1) a nivel alto (y por tanto activando la transmisión del equipo de radio). Este tiempo de carga inicial de C1 es bastante superior al tiempo de ciclo de la baliza (emisión + espera). Por eso, si se quiere minimizar este problema, se introducen C5, R7 y R8 para crear un punto de conexión para C1 a una tensión fija más próxima (pero inferior) a la tensión de umbral bajo de las entradas de N1 (~ 0,51 V+), acortando mucho el tiempo de carga inicial de C1 hasta el valor de umbral alto.

Dado que este problema se manifiesta solo cuando se conecta la baliza a la alimentación, si ello no es mucho inconveniente para el propietario de la baliza, se puede prescindir de C5, R7 y R8 y conectar C1 directamente a masa.

En la salida de N4 se entrega la señal de la baliza, en forma de ráfagas de impulsos de señal de 1 kHz. Estarán presentes en el terminal 3 del circuito. En estado de baliza en espera (sin generar señal), la salida de N4 y el terminal 3 están a nivel alto (la salida de N1 y el terminal 1 estarán a nivel bajo). El transistor T1, conectado a la salida de N4, estará bloqueado, y sólo entrará en conducción cuando la baliza transmita señal, transfiriendo entonces la señal de baliza al terminal 4, veremos un poco más adelante qué uso tiene esto.

Circuito impreso

Se propone este circuito impreso para realizar la baliza (imagen para imprimir a tamaño real, vista por la cara de las pistas). Este circuito impreso es la adaptación del prototipo realizado en una placa impresa de prototipos tipo perfboard. La colocación de los componentes se indica en la siguiente figura:

Disposición de los componentes en el circuito impreso propuesto (vista por la cara de los componentes).

Todas las resistencias empleadas son de 1/4 W, salvo R6 que se sugiere que sea de 1/2 W. R3 se colocará en posición vertical (las demás resistencias se pueden colocar tendidas en la placa impresa). Los condensadores electrolíticos son todos de 16 V y de implantación vertical. Se ha dejado bastante sitio para el condensador C1, ya que para altos valores de este condensador, su diámetro puede aumentar bastante. También se ha dejado sitio para conectar algún condensador en paralelo con C1 (para aumentar la temporización de la baliza), conectándolo entre los terminales 5 y 6.

D1 y R2 están intercambiados respecto al esquema mostrado anteriormente, pero ello no influye en el funcionamiento de la baliza. Se ha omitido el choque CH (entre R6 y 4), ya que es mejor conectarlo directamente en la placa del transmisor de radio, como se explicará más abajo.

Conexión de la baliza a un transmisor o transceptor de radio

Conocido el funcionamiento de la baliza, para conectarla a un transceptor de radio, conectaremos al terminal 1 del circuito un relé controlado mediante un sencillo circuito transistorizado (un transistor NPN polarizado por la señal presente en el terminal 1), que será utilizado para conmutar la transmisión y la recepción del transceptor a través de su juego de contactos.

La señal moduladora se obtendrá del terminal 3 del circuito, y se aplicará a la entrada de señal de micrófono del transceptor a través de una red de atenuación adecuada (y de paso, que “suavice” la forma cuadrada de los ciclos de la señal de 1 kHz), típicamente una red RC. Dado que en este terminal 3 los impulsos de la señal de la baliza varían entre 0 y +V, y por tanto son de excesiva amplitud, la red de atenuación utilizada ha de atenuar la señal de la baliza hasta una o dos decenas de milivoltios, que es lo normalmente admitido por las entradas de micrófono de los transceptores de radio.

Para la conexión de la baliza al transceptor de CB podemos usar el circuito adaptador descrito anteriormente (u otro similar), ya que es perfecto para este caso.

Usando este circuito adaptador, simplemente la señal generada por la baliza (presente en el del terminal 3 del circuito de baliza) se conectará a la “Entrada de señal de la baliza” del adaptador. Como se explicó al describir el adaptador, éste filtra la señal de la baliza de frecuencias armónicas mediante un filtro paso-bajo, y reduce el nivel de la señal de la baliza a un valor adecuado, de una o dos decenas de milivoltios a la entrada de la toma de micrófono del transceptor.

En cuanto al control de PTT, la salida 1 del circuito de baliza se conectará a la toma “Control PTT” de este circuito adaptador. Dado que la señal de control de PTT es por nivel alto, el jumper JP del circuito adaptador se deberá configurar a la posición HI.

Si va a usar este circuito de baliza sólo con transceptores de radio, puede suprimir en la baliza los componentes R5, R6, T1, C6 y CH, ya que entonces son innecesarios.

Conexión a un emisor de radio casero

Supongamos un pequeño emisor de radio de construcción casera o comercial, cuya etapa osciladora es similar a la mostrada a continuación (en este ejemplo, un oscilador Colpitts controlado por cristal de cuarzo). Asumimos que la tensión de alimentación de esta etapa osciladora es similar a la de la baliza (+V).

Ejemplo de oscilador de RF de un transmisor de radio y su adaptación a esta baliza.

Desconectamos la resistencia de polarización R2 de base del transistor oscilador (TR1) del positivo de alimentación (conexión 1-2) y la conectamos al terminal A (conexión 2-3). Conectamos la salida de la baliza, terminal 3, al teminal A del circuito oscilador de RF.

En estas condiciones, el oscilador, y por tanto el transmisor, estará desactivado mientras 3 de la baliza esté a nivel bajo, y sólo cuando aparezca la señal de la baliza en el terminal 3, los ciclos de 1 kHz proporcionarán la tensión de polarización de base del transistor oscilador TR1, arrancando y deteniendo su oscilación a razón de 1000 veces por segundo. Esto genera una portadora modulada en AM (o mejor dicho, en ASK) por la señal de 1 kHz entregada por la baliza.

Si el transistor oscilador TR1 no soportara bien una conmutación tan rápida, o como opción alternativa a la anterior, se conectará el teminal 1 de la baliza al terminal A del oscilador, y el terminal 4 de la baliza al terminal B del oscilador. De esta manera, cuando la baliza está en espera, el nivel del terminal 1 es bajo (0 v) y el oscilador no arrancará al no estar polarizado en base el transistor TR1 del oscilador, como en la situación anterior. Además, la salida 3 estará a nivel alto, impidiendo que el transistor T1 de la baliza esté en conducción.

Pero cuando la baliza activa su emisión de señal, el terminal 1 pasa a nivel alto (+V), polarizando el transistor oscilador TR1, con lo que éste arranca y mantiene la oscilación mientras 1 esté a nivel alto. Al mismo tiempo, el terminal 3 de la baliza oscilará entre 0 y +V con los ciclos de la señal de 1 kHz, lo que pone en conducción al mismo ritmo al transistor T1 de la baliza, con lo que éste aplica los impulsos de 1 kHz al emisor del transistor oscilador TR1 (a través de la conexión 4-B), modulando así en AM la portadora de RF generada por el oscilador al modular la señal de la baliza la tensión de emisor del transistor oscilador.

A este respecto, el condensador C6 y el choque de RF (CH) del circuito de la baliza deberían estar equipados en el circuito oscilador de RF mejor que en el circuito de la baliza, y sus conexiones al circuito oscilador deben ser lo más cortas posible para no perturbar el correcto funcionamiento del oscilador. En cuanto a R6 de la baliza, se sugiere que su valor sea de 3 a 4 veces el valor de la resistencia de emisor R3 del circuito oscilador de RF (un valor de R6 correcto para el transmisor que usemos sería aquel que, conectando la resistencia R6 directamente entre B y +V del oscilador de RF, dejara al oscilador casi a punto de bloqueo, generando un nivel de RF muy bajo).

Cuando cesa la emisión de señal de la baliza, 1 pasa de nuevo a nivel bajo, desactivando el oscilador de RF, y con ello cesando la transmisión, hasta que vuelva a activarse la señal de la baliza.

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09- SENCILLA BALIZA MEDIANTE VOX-CONTROL

Esta baliza de radio es bastante sencilla de realizar, requiere muy poca electrónica, y está pensada en principio para usos esporádicos, evitando tener que realizar una baliza electrónica más compleja.

Se basa en el uso de algún tipo de reproductor de archivos de sonido como fuente sonora (como puede ser un ordenador PC con tarjeta de sonido, una tablet, un reproductor mp3 de bolsillo, un teléfono móvil que ya no usemos, etc...), y por sus características, se ha de emplear con equipos de radio dotados de la función de vox-control.

La función de vox-control, como indica su nombre, es de control por la propia voz (o por sonidos), en estos casos se usa para activar automáticamente la transmisión del equipo de radio cuando el micrófono detecte la voz del operador (o cualquier otro sonido ambiental) con un nivel sonoro suficiente. Esta opción evita el habitual uso manual del PTT (mando de emisión-recepción), lo que es útil, por ejemplo, para la operación del equipo de radio en modo "manos libres".

La función vox-control está incorporada (como alternativa a la operación manual del PTT) en la mayoría de los pequeños walkie-talkies de libre uso PMR446, en algunos walkie-talkies de otras bandas (de VHF y UHF), y en algunos modelos modernos de emisoras de CB (Banda Ciudadana, 27 MHz). Para los equipos de radio que no disponen de esta función, se puede implementar mediante el uso de preamplificadores de micrófono externos dotados de esta función (en Internet se pueden encontrar esquemas de montaje de preamplificadores de micrófono con vox-control).

Como ya se puede intuir, la baliza la realizaremos conectando la fuente de audio exterior (el reproductor de audio) a la toma de micrófono del equipo de radio (cuya función vox-control ha de estar previamente activada). La poca electrónica que se requiere consiste en unos pocos componentes pasivos para realizar una adaptación del nivel de la señal de audio entregada por el reproductor de sonido (PC, reproductor mp3, tablet...) al nivel de señal de audio requerido a la entrada de la toma de micrófono del equipo de radio (que típicamente es del orden de unos cuantos milivoltios).

El siguiente esquema muestra el circuito que ensayé para utilizar un viejo reproductor mp3 de bolsillo con un walkie-talkie PMR446, y es específico para esta situación. Para cualquier otro reproductor de sonido y equipo de radio, se usarán circuitos similares, pero adaptados a cada caso (básicamente, los conectores de audio que se han de emplear). Todos los componentes se pueden montar en un trozo de placa de circuito impreso perforado de pruebas, y las conexiones a los equipos se realizarán con cable blindado terminado en el correspondiente jack.

Esquema de la baliza Vox ensayada por el autor. (Clic en la imagen para ampliarla).

La salida para auriculares del reproductor mp3 (o reproductor de sonido empleado) es estérea a través de un jack de salida de 3,5 mm y de tres polos (audio izquierdo, audio derecho y común o masa), y se utilizará el sonido del canal izquierdo, por lo que el polo correspondiente del jack se llevará a las resistencias Rp y R2 conectadas en paralelo. R2 es una resistencia tipo potenciómetro ajustable de 1 K, mientras que Rp es una resistencia fija de 33 ohmios, ya que la impedancia de salida del reproductor es de 32 ohmios. Para no dejar al aire (sin carga) el canal derecho, se incluye R1, también de 33 ohmios. (Nota: Al tomar la salida de audio izquierdo en el jack, ello proporciona compatibilidad con salidas de audio monofónicas, caso de que se emplee un reproductor de audio monofónico, tal como se ve en el esquema anterior).

La señal de audio (izquierdo) entregada por el reproductor es regulada en nivel por el potenciómetro ajustable R2 y entregada a la entrada de micrófono externo del PMR446 a través del condensador C1 y las resistencias R3 y R4. La resistencia R4 de 1K conectada a masa es necesaria para que el equipo PMR446 detecte que hay conectado un micrófono externo a su toma externa, y dado que envía por esta toma una alimentación de 2-3 voltios para alimentar el micrófono externo (asume que se trata de un micrófono tipo electrete), la resistencia R3 se introduce para evitar cargar en exceso la entrada de micrófono del PMR446 según sea el ajuste de R2.

En cuanto al condensador C1, aisla en corriente continua el lado del equipo de radio del lado de la fuente de sonido, aunque en la mayoría de las situaciones, no es necesario (se puede omitir). También se coloca un condensador C2 de pequeña capacidad (1 nF) en la salida de audio hacia la toma de micrófono del equipo de radio y conectado a masa. Su fin es suprimir señales de RF (del propio transmisor) que pueda captar el circuito de la baliza y que pueden producir interferencias y efectos indeseados en el audio transmitido.

Dado que el PMR446 que he usado para realizar mis pruebas es un antiguo Motorola de las series T ("Talkabout"), estos disponen de una salida para microauricular externo mediante un jack de 3 polos también (entrada de micrófono, salida de auricular y común o masa), por lo que en este circuito se ha equipado la resistencia R5 (de 33 ohmios) para cargar la salida de auricular. Otros modelos de PMR446 disponen de dos jacks separados para microauriculares externos, uno para el micrófono y el otro para el auricular, en cuyo caso solo usaremos la parte del micrófono (y por tanto, R5 será innecesaria).

Si usamos como fuente de audio una salida de línea (Line out) de la tarjeta de sonido de un PC, normalmente su impedancia de salida será un poco elevada, y no será necesario equipar en el circuito anterior la resistencia Rp, ya que la propia resistencia ajustable R2 cargará adecuadamente dicha salida de línea. Si quiere mantener en el circuito la resistencia Rp, puede incluir el puente metálico enchufable ("jumper") JP mostrado en el esquema, para desconectar Rp cuando sea requerido.

Y si usa alguna otra fuente de audio con una baja impedancia de salida (por ejemplo una salida para un altavoz externo de 8 ó 16 ohmios), el valor de Rp deberá ser de un valor más bajo para cargar adecuadamente dicha salida (valores de 10 a 20 ohmios son adecuados), aunque puede ser suficiente mantener el valor de 33 ohmios para Rp (y R1).

El reproductor de sonido empleado ha de poder reproducir archivos de audio en el orden programado y de manera cíclica (esto es, reproducir en bucle: una vez finalizada la reproducción del último archivo de audio, ha de volver a iniciar la reproducción del primero). Dado que una baliza de radio lo que hace es transmitir cada cierto tiempo una secuencia musical, un mensaje de voz, o cualquier otro corto contenido sonoro, el truco de esta baliza consiste en reproducir junto con el archivo sonoro que emitirá la baliza uno o varios archivos sonoros de puro silencio (sin contenido sonoro alguno). El archivo con contenido sonoro activará el vox-control del equipo de radio y pondrá al equipo de radio en transmisión, transmitiendo el sonido grabado en el archivo, mientras que los archivos de puro silencio no activarán el vox-control, y por tanto mantendrán al equipo de radio en recepción, estableciendo así la pausa entre transmisiones de la baliza.

Es importante que el archivo sonoro de la baliza tenga un nivel del sonido grabado suficientemente alto y que no incluya pausas de silencio o de bajo nivel sonoro por encima del medio o un segundo, ya que ello puede provocar desactivaciones del vox-control durante estas cortas pausas y la transmisión del sonido será entrecortada, con caídas de la transmisión. Normalmente un sistema de vox-control tiene una temporización para evitar estas caídas de la transmisión si las pausas de silencio (o de volumen sonoro bajo) son cortas, normalmente por debajo del segundo. En el caso de una transmisión de voz, ello obliga a hablar sin pausas largas entre palabras para evitar este efecto.

También hay que tener en cuenta que cuando se usa un sistema de vox-control, se perderán las primeras décimas de segundo del sonido a transmitir (sale en antena recortado al principio), ello es debido al tiempo que requiere el vox-control para activarse (y por tanto activar la transmisión) desde que se inicia la reproducción del contenido sonoro (o la voz si es una transmisión vocal). Para evitar este problema, he añadido al inicio de los archivos de audio que he empleado un corto tono de 5 kHz de unos 400 milisegundos de duración seguido de unos 400 milisegundos de silencio, con la idea de que ese tono active el vox-control y cuando comiencen a sonar las notas del archivo de sonido, ya esté el equipo de radio en transmisión, evitando así el recorte de las primeras notas del archivo de sonido.

Usando otro equipo receptor para escuchar la baliza, se deberá ajustar el nivel de audio entregado por la baliza mediante el ajuste de la resistencia ajustable R2 y la regulación de volumen del propio equipo reproductor de audio empleado (mando de volumen, panel mezclador de Windows en el caso de un PC, etc...). Un nivel de audio excesivo provocará sobremodulación y distorsiones en el audio transmitido por la baliza. Por contra, un nivel de audio bajo provocará fallos en la activación del vox-control del equipo de radio. Un buen punto de partida para realizar este ajuste es preajustar R2 a medio recorrido y realizar los primeros ajustes regulando el volumen del equipo reproductor de audio.

Baliza Vox ensayada por el autor. Corresponde al esquema anterior. (Clic en la imagen para ampliarla).

Conocido el funcionamiento de la baliza descrita aquí (que es la que he usado para los equipos que yo he empleado), no será difícil adaptarla para otros equipos de radio y otras fuentes de sonido.

Una baliza de radio mas sencilla y al alcance de cualquiera, imposible.

Nota: Este es un conjunto de archivos sonoros que he empleado para probar la baliza más otros añadidos posteriormente.

Circuito VOX para equipos sin VOX-control

La baliza presentada está pensada para su uso con equipos de radio que disponen de la función Vox-control o "manos libres", por lo que no es aplicable para el resto de equipos transceptores de radio que no disponen de tal función... salvo que se añada un circuito de vox control externo.

Este circuito hace precisamente eso, es un circuito vox-control pensado para utilizar esta baliza con transceptores de radio que no disponen de esta función.

El circuito está realizado con tres transistores: TR1 actúa como preamplificador de entrada, TR2 como amplificador-excitador, y TR3 como conmutador electrónico que gobierna un relé a través de cuyos contactos se controla el PTT del transceptor de radio.

Circuito Vox-control para complementar la baliza. (Clic en la imagen para ampliarla).

La entrada de señal del circuito es tomada en paralelo a R2 de la baliza, y por tanto, prácticamente de la entrada de señal de audio procedente del reproductor de sonido empleado (canal izquierdo). La sensibilidad del circuito Vox es bastante alta, por lo que un divisor de tensión constituido por R6 y R7 se incluye para ajustar la sensibilidad del circuito (y para que éste no cargue demasiado la entrada de señal de la baliza si se emplea un reproductor de audio de impedancia de salida alta, como puede ser una salida "Line out" de una tarjeta de sonido de PC). El condensador C4 deriva a masa señales de RF captadas a través de la entrada de la baliza, evitando que pueda interferir en el funcionamiento del preamplificador TR1.

TR1 preamplifica la señal de audio y la aplica a TR2, el cual la amplifica lo suficiente como para provocar la conducción de TR3, el cual activará el relé RL, a través de cuyos juegos de contactos se controlará el transceptor de radio (a través de la toma de micrófono/PTT del transceptor).

El condensador C6 conectado entre base y colector de TR3 actúa como retardador de la caída del relé RL cuando hay un silencio o pausa en la señal de audio aplicada a la baliza. Con el valor indicado en el esquema, el retardo es del orden del segundo en el prototipo ensayado, por lo que pequeños intervalos de silencio en la señal de audio no provocarán la reposición del relé y por tanto evitarán conmutaciones intermitentes TX-RX en el tranceptor de radio mientras funciona la baliza. El LED2 indicará cuando el relé está activado, y por tanto que el transceptor está en transmisión (TX).

TR1 y TR2 son transistores de pequeña señal y uso general (50 V, 200 mA, 250 mW) y elevada ganancia de corriente (h_FE = 60-400), por lo que pueden emplearse tipos como el SC945, BC547/8/9, BC107/8/9, etc... Esta elevada ganancia puede hacer que sea un tanto crítica la polarización de TR1, a causa de los elevados valores de sus resistencias de polarización, y se recomienda elegir el valor adecuado para la resistencia de polarizacion de colector R10 para evitar que en reposo el transistor TR1 quede polarizado en saturación (tensión de colector próxima a 0 voltios), de ahí que para R10 se indique (como referencia) algún valor comprendido entre 15 K y 25 K. El valor más adecuado para R10 debería determinarse experimentalmente, aunque en pruebas he encontrado valores óptimos para R10 aquellos para los que TR1 presente una tensión de colector en reposo de 0,6 - 0,8 voltios respecto a masa.

Para TR3 cualquier transistor de mediana potencia serviría para gobernar el relé conmutador. He usado el BD140 (80V, 2A, 7,5 W, h_FE = 40-160) porque era uno que tenía a mano.

La alimentación del circuito es de 9-12 voltios, y si se toma de la misma fuente de alimentación empleada para el transceptor de radio, se recomienda conectar sólo el positivo de alimentación (+12 V). El negativo de alimentación o masa lo tomará el circuito Vox a través de la conexión al equipo de radio (por su toma de micrófono/PTT).

Para el relé RL se emplea un relé de 12 voltios con dos juegos de contactos conmutadores (RL1, RL2), que se cablearán adecuadamente para conectar el circuito y la baliza a la toma de micrófono/PTT del transceptor (masa del transceptor, PTT, señal de micrófono, etc...).

Ajustando el reproductor de audio a un volumen medio, R2 de la baliza se ajustará para que la señal de audio entregada al equipo de radio sea de nivel suficiente y no produzca sobremodulaciones. R6 y R7 ajustan la sensibilidad del circuito Vox (aumentar el valor de R6 o disminuir el de R7 si el circuito es muy sensible, y lo contrario si se considera que es poco sensible), y C6 ajusta la temporización del control Vox, evitando que pequeñas pausas de silencio o de bajo nivel de la señal de audio de la baliza produzca intermitencias no deseadas en la transmisión (aumentar C6 para aumentar la temporización).

El circuito de la baliza y el circuito vox pueden montarse en una misma placa de circuito impreso, y podrá ser usado tanto con transceptores de radio con función de vox-control (no hace falta usar el circuito vox) como con equipos sin función vox-control (deberá habilitarse entonces el circuito vox, conectándole la alimentación de 12 voltios).

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